18.3《氢原子光谱》 教案

18.3氢原子光谱
【教学目标】
1．知道光谱的定义和分类。
2．知道氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。
3．知道经典理论的困难。
【教学重点】氢原子光谱的实验规律
【教学难点】经典理论的困难
【教学方法】引导、讨论
【教学用具】多媒体辅助教学
【教学过程】
［新课导入］
粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？我们就通过这节的实验事实来进一步认识它。
［进行新课］
1．光谱
我们知道白光通过棱镜后会发生色散现象（如图所示），并把得到的按波长排列的彩色光带叫做光谱。
①光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。
下面我们来看图18.3－1的光谱。
最上一条是连在一起的光带，为连续谱；
②连续谱
有些光谱是一条条的亮线（谱线：对应不同波长的光），这样的光谱为线状谱。
③线状谱
各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光。原子不同，发射的线状谱也不同，即每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此这些谱线也叫原子的特征谱线。由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可用来鉴别物质和确定物质的组成成分。这种方法为光谱分析
④光谱分析
优点：灵敏度高。
科学足迹
2．氢原子光谱的实验规律
许多情况下光是原子内部电子的运动产生的，因此光谱分析也可以用于探索原子的结构。
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。图18.3－5
①产生装置：气体发电管（图18.3－4）
1885年，巴耳末研究发现波长可用一个公式表示。
②实验规律：巴耳末公式（谱线为巴耳末系）
＝3，4，5，......
为波数，即波长的倒数；R为里德伯常量，等于；n只能取整数。
思考与讨论
3．经典理论的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释原子的稳定性，也无法解释原子光谱的分立特征。
按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中，原子是不稳定的。事实上是稳定的，与事实矛盾。
轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，原子光谱应是连续的光谱。实际看到的是分立的线状谱，与实际不符。
［课外作业］教材第56页“问题与练习”